NOUVELLES
MAGAZINE
323 m/s n° 4, vol. 32, avril 2016
DOI : 10.1051/medsci/20163204004
resistance to influenza virus. J Biol Chem 2012 ; 287 : 19631-41.
9. Chesarino NM, McMichael TM, Yount JS. E3 ubiquitin ligase NEDD4 promotes influenza virus infection by decreasing levels of the antiviral protein IFITM3. PLoS
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1 Laboratory for Pediatric Sarcoma Biology,
Institute of Pathology of the LMU Munich, Thalkirchnerstrasse 36, 80337 Munich, Allemagne ;
2 Institut Curie, PSL Research University, unité de Génétique
et Biologie des Cancers, 26, rue d’Ulm, 75248 Cedex 05 Paris, France ;
3 Inserm U830, Institut Curie, Centre de recherches,
26, rue d’Ulm, 75248 Paris, France ;
4 École normale supérieure, PSL Research University,
Inserm U1024, CNRS UMR8197, Institut de biologie de l’ENS (IBENS), 46, rue d’Ulm, 75005 Paris, France ;
5 Unité Génétique Somatique (UGS), Institut Curie,
Centre hospitalier, 26, rue d’Ulm, 75248 Paris, France. olivier.delattre@curie.fr
> L’analyse génétique des cancers humains comporte, aujourd’hui, deux voies d’études principales. La première concerne l’étude des prédispositions et susceptibilités individuelles au déve-loppement de la maladie. Elle repose sur l’investigation des formes familiales de cancer et, de plus en plus, sur des approches d’association entre variants génétiques et données médicales, fon-dées sur l’épidémiologie génétique (en particulier les genome wide association studies, ou GWAS). L’autre voie concerne l’étude des altérations somatiques acquises par les cellules tumorales au cours de leur développement. Elle repose en grande partie sur le séquençage du génome des cellules tumorales [1]. Ainsi, pour chaque tumeur, nous disposons, d’une part, de gènes impliqués dans la susceptibilité à cette tumeur et, d’autre part, de gènes, le plus souvent distincts des premiers, impliqués dans le
déve-loppement tumoral lui-même. Une ques-tion majeure est donc de comprendre la façon dont ces deux ensembles de gènes interagissent pour aboutir au développe-ment d’un cancer donné chez un individu donné.
Certains cancers de l’enfant constituent des modèles intéressants du fait de sus-ceptibilités individuelles assez fortes et du nombre relativement limité d’altéra-tions somatiques. Nous avons récemment conduit une étude sur le sarcome d’Ewing et avons montré comment une mutation somatique est susceptible de coopérer avec un variant génétique constitutif pour déréguler un gène qui contribue au développement de cette tumeur [2].
Le sarcome d’Ewing : une tumeur d’origine cellulaire inconnue
L’anatomo-pathologiste James Ewing identifia et décrivit, en 1921, cette tumeur éponyme comme un «
endothé-Coopération entre mutation
somatique et variant génétique
de susceptibilité dans
le sarcome d’Ewing
Thomas G.P. Grünewald1-3, Pascale Gilardi-Hebenstreit4,
Patrick Charnay4, Olivier Delattre2,3,5
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liome osseux ». L’hypothèse d’une ori-gine endothéliale que sous-entendait cette description n’a cependant pas été confirmée et la
cel-lule à l’origine de ce sarcome reste encore inconnue [3, 4] (➜). Cliniquement, le
sar-come d’Ewing est un cancer agressif de l’enfant et du jeune adulte dont la loca-lisation est le plus souvent osseuse. Au niveau génétique, le sarcome d’Ewing est caractérisé par des translocations chromosomiques spécifiques, exclu-sivement observées dans les cellules tumorales, qui conduisent à la fusion du gène EWSR1 (Ewing sarcoma breakpoint region 1) à différents facteurs de trans-cription de la famille ETS (E26 transfor-mation-specific), le plus souvent FLI1 (Friend leukemia virus integration 1). Le gène de fusion résultant, EWSR1-FLI1, code un facteur de transcription aberrant
(➜) Voir la Nouvelle de F. Tirode et al., m/s n° 3, mars 2008, page 248
m/s n° 4, vol. 32, avril 2016 324
tement leur croissance et leur capa-cité à former des clones [2]. De plus, l’inhibition d’EGR2 dans des xénogreffes de cellules d’Ewing, in vivo, induit leur régression complète démontrant ainsi un rôle majeur d’EGR2 dans la tumorigénicité de ces cellules [2]. Des études complé-mentaires sont encore nécessaires pour comprendre la fonction d’EGR2 dans la croissance de cellules d’Ewing mais des résultats préliminaires montrent qu’EGR2 agit en aval de la signalisation par le FGF (fibroblast growth factor) qui est capable d’induire à la fois l’expression d’EGR2 et la prolifération de cellules d’Ewing [2].
Une approche intégrée pour identifier les variants constitutionnels qui contrôlent EGR2
Pour étudier en détail le locus de sus-ceptibilité au niveau d’EGR2 et identifier les variants jouant un rôle direct dans la maladie, nous avons réalisé le séquen-çage complet de cette région dans l’ADN constitutif de 343 patients atteints de sarcome d’Ewing et 251 témoins. Cette approche nous a permis d’identifier 290 polymorphismes (SNP, single nucleo-tide polymorphisms) associés de façon significative au sarcome d’Ewing [2]. Sur la base du lien existant entre sus-ceptibilité et niveau d’expression d’EGR2, nous avons restreint notre étude aux SNP associés aux marques épigénétiques liées à une activité transcriptionnelle et/ou à une forte liaison de la protéine EWSR1-FLI1 [6, 11]. Ces marques épigénétiques ne sont observées qu’au niveau de quatre zones dont deux correspondent à des élé-ments régulateurs connus d’EGR2 (actifs dans le tissu nerveux ou l’os) et deux à des microsatellites de type répétition GGAA (mSat1 et mSat2). Ces deux der-nières séquences constituent, par ail-leurs, des cibles de fixation de EWSR1-FLI1 [2], ce qui n’est pas le cas des deux autres éléments. L’élément mSat2 pré-sente une forte activité transcriptionnelle amplificatrice (enhancer) et contient un SNP qui transforme l’un des motifs GGAA (allèle A) en GGAT (guanine-guanine-adénine-thymine, allèle T). L’allèle growth response 2, aussi connu sous le
nom de KROX20) [2] qui code un facteur de transcription impliqué dans le déve-loppement du système nerveux central et dans la différenciation de plusieurs types cellulaires, incluant les cellules de Schwann et les progéniteurs osseux
[2, 7, 8]. Des mutations de EGR2 sont responsables de la maladie de Charcot-Marie-Tooth, une neuropathie périphé-rique [9]. Bien que la maladie de Char-cot-Marie-Tooth et le sarcome d’Ewing soient très rares, quelques cas d’asso-ciation chez un même patient ont été observés [10], suggérant une possible implication commune de EGR2.
L’expression d’EGR2 est sous la dépendance d’EWSR1-FLI1 et de polymorphismes constitutionnels
Nous avons observé que le niveau d’ex-pression d’EGR2 (early growth response 2) et, à un moindre degré, celui d’ADO (2-aminoethanethiol [cysteamine] dioxygenase), est très élevé dans les tumeurs d’Ewing en comparaison à des tissus normaux ou d’autres types tumo-raux. De plus, une association significa-tive existe entre la présence d’allèles de susceptibilité et un niveau d’expression élevé d’EGR2 et d’ADO, suggérant ainsi que certains allèles de la région soient responsables d’une expression accrue de ces gènes [7]. Cette corrélation est spécifique du sarcome d’Ewing car elle n’est retrouvée ni dans d’autres types de tumeurs, ni dans les tissus normaux. Enfin, nous avons montré que l’inhibition de l’expression d’EWSR1-FLI1 dans dif-férentes lignées cellulaires de sarcome d’Ewing entraîne une baisse d’expression d’EGR2, mais pas d’ADO [2]. L’ensemble de ces données suggère que le niveau d’expression d’EGR2 et d’ADO dépend de polymorphismes constitutionnels, mais que seul EGR2 est régulé par EWSR1-FLI1. EGR2 contribue à la croissance des cellules d’Ewing
Des expériences in vitro montrent que l’inhibition de l’expression d’EGR2 dans des cellules d’Ewing diminue très for-qui contrôle la transcription en se fixant
soit au niveau de sites consensus de la famille ETS soit, de façon plus originale, au niveau de motifs microsatellites de répétitions GGAA (guanine-guanine-adénine-adénine) [3]. Dans ce dernier cas, il transforme ces séquences répéti-tives en véritable amplificateurs trans-criptionnels (enhancers) dont l’activité augmente avec le nombre de répétitions GGAA consécutives [5]. Par son action sur ces différents éléments, EWSR1-FLI1 dérégule l’expression de nombreux gènes qui deviennent alors les médiateurs de son activité oncogénique [5, 6].
Des études épidémiologiques ont établi que l’incidence du sarcome d’Ewing est très variable d’une population humaine à l’autre. Ainsi, cette tumeur est environ 10 fois plus fréquente dans les popu-lations d’origine européenne que dans les populations africaine ou afro-amé-ricaine. Ce profil épidémiologique très particulier suggère que des polymor-phismes génétiques spécifiques jouent un rôle important dans le développe-ment de la maladie [7].
Pour étudier sa susceptibilité génétique, nous avons comparé les fréquences allé-liques sur l’ensemble du génome de patients européens atteints de sarcome d’Ewing à celles d’individus témoins, non atteints, de même origine. Ce travail, publié en 2012, montre que trois régions du génome présentent des différences très significatives entre patients et témoins, identifiant ainsi des allèles de susceptibilité [7]. En règle générale, les allèles de susceptibilité identifiés par ces approches à haut débit ne sont pas eux-mêmes impliqués de façon causale dans la maladie, mais ils sont en désé-quilibre de liaison avec une ou plusieurs variations génétiques de la même région qui sont, elles, directement impliquées. Pour identifier ces dernières, nous nous sommes concentrés sur la région du chromosome 10, qui contient deux gènes
[7] : ADO (2-aminoethanethiol [cys-teamine] dioxygenase), qui code une enzyme impliquée dans le métabolisme de la cystéamine [2, 7] et EGR2 (early
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325 les prochaines années de mieux com-prendre comment les altérations géné-tiques somagéné-tiques, à l’origine de chaque tumeur, sont très fortement dépen-dantes du contexte génétique de l’indi-vidu dans lequel elles surviennent. ‡
Cooperation between a somatic muta-tion and a genetic susceptibility vari-ant in Ewing sarcoma
LIENS D’INTÉRÊT
Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêt concernant les données publiées dans cet article. REMERCIEMENTS
Thomas G. P. Grünewald est soutenu par des sub-ventions des fondations Daimler and Benz et Reinhard Frank, de la « LMU Munich’s Institutional Strategy LMU excellent within the framework of the German Excellence Initiative », de la Walter Schulz Foundation, de la Fritz Thyssen Foundation (FTF-40.15.0.030MN) et de la German Cancer Aid (DKH-111886). Le groupe Génétique et Biologie des Tumeurs Pédiatriques est labellisé par la Ligue Nationale Contre le Cancer et soutenu par le Cancéropôle Ile-de-France et l’INCa (subvention N° 2014-169). Le groupe Charnay est financé par l’Inserm, le CNRS, le Ministère de la recherche et de la technologie, le Cancéropôle Ile-de-France et l’Institut national du cancer (INCa, subvention N° 2014-169), et la Fondation pour la recherche médicale (FRM). Il a reçu un soutien dans le cadre du programme « Investissements d’Avenir » lancé par le gouvernement français et implémenté par l’Agence nationale de la recherche (ANR, ANR-10-LABX-54 MEMOLIFE et ANR-11-IDEX-0001-02 PSL * Research University).
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Globalement, nos résultats montrent qu’EGR2 est un gène de susceptibilité au sarcome d’Ewing dont la surexpres-sion, au niveau tumoral, est contrôlée au moins en partie par l’interaction fonctionnelle de EWSR1-FLI1 avec une séquence régulatrice GGAA-microsatel-lite [2](Figure 1).
Le sarcome d’Ewing comme modèle de coopération entre mutations somatiques et variants constitutionnels en oncogenèse
Ce travail constitue l’un des premiers exemples pour lequel la coopération entre une altération somatique (EWSR1-FLI1) et un variant constitutif a pu être élucidée. Cette coopération interfère avec une voie de signalisation majeure (EGR2/FGF) qui contribue à la prolifé-ration cellulaire. D’autres interactions de ce type seront certainement mises en évidence dans le sarcome d’Ewing, soit au niveau de la région EGR2 elle-même, soit au niveau des deux autres régions impliquées dans la susceptibilité à cette tumeur. Il est probable que les études en cours sur d’autres tumeurs, y compris certaines dont la génétique somatique est plus complexe, permettront dans T interrompt ainsi la répétition GGAA,
ce qui diminue l’activité amplificatrice par rapport à un mSat2 dont les répé-titions GGAA sont ininterrompues. Par ailleurs, dans deux cohortes indépen-dantes, l’allèle A, a été significative-ment retrouvé plus fréquemsignificative-ment chez les patients atteints de sarcome d’Ewing que chez les témoins. D’où l’hypothèse que l’expression d’EGR2 est contrôlée par EWSR1-FLI1 via la séquence mSat2, et que l’allèle A, qui permet une répéti-tion ininterrompue de GGAA, induit une expression plus élevée d’EGR2 que l’allèle T. En accord avec cette hypothèse, nous observons que EWSR1-FLI1 se lie, in vivo, plus fortement à l’allèle A qu’à l’allèle T, que le génotype A/A est associé à une expression accrue d’EGR2 par rapport aux génotypes A/T ou T/T et, enfin, qu’il existe un biais d’expression allélique chez les hétérozygotes A/T puisque l’allèle A est plus exprimé que l’allèle T. Enfin, nous montrons que l’allèle T est plus fréquent dans les populations africaines que dans les populations européennes, suggérant que ce polymorphisme pourrait jouer un rôle dans la différence d’incidence du sarcome d’Ewing dans ces différentes populations humaines. Fusion de gènes entre EWSR1 et FLI1 EWSR1-FLI1 EWSR1-FLI1 ADN GGAT mSat2 GGAA mSat2 EGR2 EGR2
Figure 1. La coopération entre la fusion EWSR1-FLI1 et un polymorphisme du microsatellite mSat2 aboutit à une surexpression de EGR2 et à une prolifération accrue dans le sarcome d’Ewing. EGR2 : early growth response 2 ; EWSR1 : Ewing sarcoma breakpoint region 1 ; FLI1 : Friend leukemia virus integration 1 ; GGAA : motif microsatellite de répétition
guanosine-gua-nosine-adénine-adénine ; GGAT : motif microsatellite de répétition guanosine-guanosine-adé-nine-thymine ; mSat2 : zone GGAA, cible de fixation de EWSR1-FLI1.
326 m/s n° 4, vol. 32, avril 2016 DOI : 10.1051/medsci/20163204005
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NOUVELLE
L’association fait le poison
Nouveau regard sur l’effet cocktail
des xénobiotiques et les interactions
médicamenteuses
Vanessa Delfosse1, Patrick Balaguer2, William Bourguet1
> Les organismes vivants sont constam-ment exposés à de multiples composés chimiques exogènes, appelés xénobio-tiques. Cette exposition, active ou pas-sive, se fait au travers de l’alimenta-tion, de la médical’alimenta-tion, ou encore de l’utilisation de produits domestiques ou industriels. Certaines de ces molécules, connues sous le nom de perturbateurs endocriniens, sont capables d’altérer le fonctionnement normal du système hor-monal, ayant ainsi
des effets néfastes sur la santé humaine
[1, 2] (➜).
La plupart des
per-turbateurs endocriniens sont des com-posés de synthèse tels que les bisphé-nols et les phtalates (retrouvés dans les plastiques, les cosmétiques), les parabènes (agents antibactériens uti-lisés comme conservateurs dans les cosmétiques), les dioxines (polluants organiques persistants produits lors de processus de combustion), les alkyl-phénols (présents dans les détergents, les résines), les organoétains (biocides principalement utilisés dans les pein-tures marines),
certains pesti-cides ou encore des
médica-ments comme le distilbène [3] (➜).
Cependant, d’autres perturbateurs endocriniens sont naturels et peuvent être trouvés dans les plantes et les champignons (phyto- et myco-œstro-gènes par exemple).
Ces molécules agissent comme des leurres hormonaux et sont très for-tement soupçonnées d’être à l’ori-gine de troubles du développement, de la reproduction ou du métabo-lisme (obésité, diabète), et même de cancers [2-5]. Au-delà de leurs effets individuels, il était également pressenti que l’activité biologique de ces composés, lorsqu’ils sont conte-nus dans des mélanges, pouvait être très différente de celle observée pour les molécules testées isolément. Une étude récente vient de confirmer expé-rimentalement ce phénomène, connu sous le nom « d’effet cocktail », et propose un mécanisme moléculaire qui pourrait expliquer une partie des effets à faibles doses des perturba-teurs endocriniens ainsi que certaines interactions médicamenteuses [6]. Ces résultats ont donc des implica-tions importantes pour les domaines de la réglementation et de l’évalua-tion des risques chimiques, ainsi que celui de la prescription médicale, et des changements dans ces domaines sont maintenant attendus.
Récepteurs nucléaires-xénobiotiques, les liaisons dangereuses
L’une des principales cibles des xéno-biotiques sont les récepteurs nucléaires d’hormones. Ces protéines, au nombre de 48 chez l’homme, constituent une famille importante de facteurs de trans-cription ligand-dépendants, jouant un rôle essentiel dans le développement, ainsi que dans tous les aspects métabo-liques et physiologiques chez les méta-zoaires. Sous l’effet de la liaison d’un ligand (comme une hormone, une vita-mine, un métabolite, etc.), ces récep-teurs vont agir au niveau des régions promotrices de leurs gènes cibles en recrutant des corégulateurs de la trans-cription [7]. Les récepteurs nucléaires régulent ainsi l’expression génique en réponse à un signal hormonal et ce d’une manière finement contrôlée dans le temps et dans l’espace. Comme leur nom l’indique, les perturbateurs endo-criniens vont dérégler ce processus de signalisation en mimant l’action des hormones, pouvant ainsi provoquer des troubles métaboliques et physiologiques importants. Il s’agit d’un mimétisme moléculaire, certains xénobiotiques étant capables de se lier aux récepteurs nucléaires en lieu et place des ligands naturels via des mécanismes qui com-mencent à être décryptés [8, 9]. 1Centre de Biochimie Structurale, Inserm
U1054, CNRS, UMR 5048, Université de Montpellier, 29, rue de Navacelles, 34090 Montpellier, France ;
2Institut de Recherche en Cancérologie de
Montpellier, Inserm U1194, Institut Régional du Cancer de Montpellier, Université de Montpellier, 34298 Montpellier, France. vanessa.delfosse@cbs.cnrs.fr (➜) Voir la Synthèse de C. Mauduit et al., m/s n° 1, janvier 2016, page 45 (➜) Voir la Synthèse de B. Le Magueresse-Battistoni et al., m/s n° 1, janvier 2016, page 51
